第7章 岩石与岩体的工程地质特征.ppt

1、第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.1 概述 7.2 岩石的工程地质性质 7.3 岩体的工程地质性质 7.4 岩石与岩体的工程分类,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.1 概述,岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而成的自然结合体。 岩体：在漫长的地质历史过程中，经受了各种地质作用，并在地营力的长期作用下形成的、内部保留了各种各样的地质构造形迹的、具有一定工程尺度的自然地质体。 其影响因素：岩石的矿物成分、结构构造、风化程度,1岩石的物理性质(相对密度、重度、空隙率等） 相对密度的大小取决于组成岩石的矿物相对密度及其在岩石中的相对含量，组成岩石的矿物相对密度大、含量多,则岩石的比重大

2、。 对于同一种岩石,若重度有差异,则重度大的结构致密、孔隙性小,强度和稳定性相对较高； 岩石中孔隙、裂隙发育程度变化很大,其孔隙率的变化也很大。,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.2 岩石的工程地质性质,2岩石水理性质(吸水性、透水性、软化性、抗冻性) 吸水率：岩石的吸水率愈大,则水对岩石的侵蚀、软化作用就愈强,岩石强度和稳定性受水作用的影响也就愈显著。 渗透性：岩石的透水性大小,主要取决于岩石中孔隙、裂隙的大小和连通情况。（强透水、中等透水、弱透水、微透水） 软化性：岩石的软化性主要取决于岩石的矿物成分和结构构造特征。岩石中粘土矿物含量高、孔隙率大、吸水率高,则易与水作用而软化,使其强度和

3、稳定性大大降低甚至丧失。 抗冻性：与岩石的饱水系数、软化系数有着密切关系。一般是饱水系数愈小,岩石的抗冻性愈强;易于软化的岩石,其抗冻性也低。温度变化剧烈,岩石反复冻融,则降低岩石的抗冻能力。,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.2 岩石的工程地质性质,3岩石力学性质(变形、强度) 变形：（弹性变形、塑性变形） 变形指标：弹性模量、变形模量、泊松比,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.2 岩石的工程地质性质,3岩石力学性质(变形、强度) 强度：（抗压强度、抗剪强度、抗拉强度）,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.2 岩石的工程地质性质,5.影响岩石工程性质的因素（内因、外因） （1）内因 矿物

4、组成（石英岩石英，大理岩方解石） 结构 结晶类岩岩浆岩、变质岩、部分沉积岩 胶结类岩沉积岩中的碎屑岩 A）结晶类岩孔隙率小，吸水率小，比胶结类岩具有较高的强度和稳定性如同为花岗岩，粗粒花岗岩强度/层面 渗透系数（K）： /层面 层面,5.影响岩石工程性质的因素（内因、外因） （2）外因 水的作用使岩石强度降低，但有时该过程可逆，干燥后，强度恢复。 风化作用使岩石强度和稳定性降低，遭到破坏。,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.2 岩石的工程地质性质,岩体结构要素：结构面、结构体 结构面类型：原生结构面(沉积结构面、火成结构面、变质结构面) 次生结构面(风化裂隙、卸荷裂隙、泥化夹层) 构造结构面

5、(劈理面、节理面、断层面) 结构面的基本特征： a、规模 I级控制区域稳定性 II级控制山体和岩体稳定性 III级控制工程岩体稳定性 IV级控制工程岩体的物理力学性质及破坏方式 V级降低岩块的强度 b、形态(平直、波状、锯齿状、曲折) c、结合状态与充填物(宽张、张开、微张、闭合型） 强度(砾质充填砂质充填泥质充填) d、连通性连通、非连通 e、密集程度密集、不密集,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.3 岩体的工程地质性质,软弱夹层与泥化夹层 软弱夹层：岩体中那些性质软弱，有一定厚度的软弱结构面或软弱带。 软弱夹层的特点：高压缩性、低强度 软弱夹层强度的影响因素： （充填物的组成、结构特征、

6、充填程度及厚度） 泥化夹层：岩体中软弱岩层在层间错动与地下水的长期物理化学作用下所形成的结构疏松、颗粒多呈定向排列、粒间连接微弱的特殊软弱层，多发生在上下相对坚硬而中间相对软弱、刚柔相间的岩层组合条件下。 泥化夹层的特征： 含水量接近或超过塑限，密度比原岩小； 常具有一定的膨胀性；力学强度比原岩大大降低，压缩性较大； 易产生渗透变形。,2结构体由各种成因结构面的组合构成 （1）形状 （2）大小：体积裂隙数、块度分类,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.3 岩体的工程地质性质,3岩体结构 （1）概念：指岩体中结构面与结构体的组合方式。 （2）岩体结构分类及特征 整体块状结构： 层状结构： 碎裂结

7、构： 散体结构： 4.岩体的力学性质（见岩体力学）,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.3 岩体的工程地质性质,3岩体结构 （1）概念：指岩体中结构面与结构体的组合方式。 （2）岩体结构分类及特征 整体块状结构： 层状结构： 碎裂结构： 散体结构： 4.岩体的力学性质（见岩体力学）,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.3 岩体的工程地质性质,岩体失稳的主要影响因素,受区域地壳稳定性控制 受岩体的结构特征：变形特形、强度特性、水稳性等控制 受岩体边界条件影响：即存在临空面和结构面组成的分离体 荷载的类型、大小和方向决定岩体的受力状态。 荷载方向与滑动面方向一致不利于稳定 荷载方向与滑动面方向垂直利于稳定 工程类别影响到岩体稳定性 如高层建筑：除考虑垂直荷载外，还应考虑水平荷载影响 堤坝：除考虑压缩变形外，还应考虑水压力的作用。,岩石坚硬程度定量分类,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.4 岩石与岩体的工程分类,岩石坚硬程度定性分类,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.4 岩石与岩体的工程分类,岩体完整程度定量分类,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.4 岩石与岩体的工程分类,岩体完整程度定性分类,第七章岩石与岩体的工程地质特征,7.4 岩石与岩体的